一、蒸發(fā)式冷凝器性能的影響因素及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

　　(一)配風(fēng)量和噴淋水量

　　蒸發(fā)式冷凝器是利用水膜的蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫的。配風(fēng)量和噴淋水量若選擇適當(dāng)，水膜分布效果較好，可減少水膜熱阻，提高蒸發(fā)式冷凝器整體的換熱性能，否則就會(huì)影響系統(tǒng)整體的換熱性能。例如，有研究表明最佳的實(shí)驗(yàn)噴淋密度為0.057kg.m - 1.s - 1，對(duì)于結(jié)構(gòu)確定的蒸發(fā)式冷凝器都有最佳的噴淋密度，雖然噴淋密度對(duì)空氣對(duì)流傳熱傳質(zhì)影響不大，但對(duì)制冷效率、K(總傳熱系數(shù))、Qo、q、αw、αi的影響均較大，水膜傳熱系數(shù)αw隨著噴淋密度的增大一直上升，其余各量均在噴淋密度Γ為0.057kg.m - 1.s - 1時(shí)出現(xiàn)峰值，說(shuō)明了噴淋密度是影響蒸發(fā)式冷凝器的一個(gè)十分重要因素，要想優(yōu)化蒸發(fā)式冷凝器的傳熱性能，就要使蒸發(fā)式冷凝器達(dá)到最佳的噴淋效果。

　　干工況下蒸發(fā)式冷凝器總傳熱系數(shù)K的范圍是39.79 - 46.57W.m - 2.K - 1，外側(cè)空氣對(duì)流傳熱熱阻對(duì)其起主導(dǎo)作用，直接決定著總傳熱系數(shù)的大小。當(dāng)循環(huán)水量不變時(shí)，循環(huán)水溫隨風(fēng)量的增大而降低，降低的趨勢(shì)開始較快，隨著風(fēng)量的增大逐漸減慢，最后趨于平緩，最佳的實(shí)驗(yàn)迎面風(fēng)速為3.28m/s，雖然水膜傳熱系數(shù)αw受迎面風(fēng)速影響很小，在實(shí)驗(yàn)所選風(fēng)速變化范圍內(nèi)變化不大，但是迎面風(fēng)速對(duì)K、q、Qo、αwa、αm、αi、EER影響均較大，故要想優(yōu)化蒸發(fā)式冷凝器的傳熱傳質(zhì)性能，必須控制迎面風(fēng)速使其接近最佳迎面風(fēng)速。

　　(二)空氣的濕球溫度、冷凝溫度、相對(duì)濕度

　　在板式蒸發(fā)式冷凝器的研究中發(fā)現(xiàn)，空氣的濕球溫度、冷凝溫度、相對(duì)濕度是影響其熱工性能的主要因素。冷凝溫度和冷凝壓力均隨著入口空氣濕球溫度的升高而升高;入口空氣相對(duì)濕度對(duì)壓縮機(jī)功耗的影響與濕球溫度對(duì)壓縮機(jī)功耗的影響均比較大。

　　(三)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

　　從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手對(duì)蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)行優(yōu)化也是一種方法。例如設(shè)計(jì)帶有V型預(yù)冷換熱結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)式冷凝器，在結(jié)構(gòu)上由于設(shè)計(jì)了V型預(yù)冷換熱盤管，其工作性能得到大幅提升。在節(jié)能、節(jié)水、結(jié)垢的延緩、冷卻水的飄逸等方面有了很大的改善，而且也提高了其適用范圍，在冬季制熱工況時(shí)可以干式運(yùn)行，作風(fēng)冷蒸發(fā)器，為采暖系統(tǒng)提供充足的熱源。

　　(四)填料和管束結(jié)構(gòu)

　　在換熱盤管底部和進(jìn)風(fēng)格柵之間加入填料的蒸發(fā)式冷凝器，在相同操作條件下，總傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)分別提高了7﹪ - 17﹪和35﹪ - 63﹪，主要是由于循環(huán)冷卻水溫度降低，大大提高了管外空氣對(duì)流傳熱系數(shù)30﹪ - 66﹪?？梢暬瘜?shí)驗(yàn)研究表明，扭曲管束管間水膜的分布較光滑圓管束好，有利于提高蒸發(fā)式冷凝器的傳熱效果。

　　二、實(shí)驗(yàn)研究的意義與成果

　　通過(guò)這些性能優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)研究，可以為蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。例如得出最佳的運(yùn)行參數(shù)(如最佳噴淋密度、最佳迎面風(fēng)速等)，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高其在不同工況下(制冷或制熱)的工作性能。如優(yōu)化后的蒸發(fā)冷冷凝器匹配在空氣源熱泵中較一般的空氣源熱泵機(jī)組制取冷熱源時(shí)，工作范圍更廣，工作性能更加穩(wěn)定。并且能夠提高能源利用效率，減少能耗，這在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)節(jié)能節(jié)水的背景下具有重要意義，有助于蒸發(fā)式冷凝器在工業(yè)制冷、空調(diào)系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域更好地發(fā)揮作用。

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